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郭飞宏教授硬核技术出圈!废弃光伏电池变身高纯SiC

初末

2026.8.19  |  点击 3263次

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导读废硅粉末与导电炭黑在极短时间内反应生成高纯度碳化硅(SiC),并结合重复加热与研磨,实现了超过98%的产物纯度。

中国粉体网讯   在全球光伏装机规模爆发式增长的背景下,未来数十年内,大批光伏电池将迎来集中报废周期,退役光伏组件的体量持续扩大。据预测,至2050年,全球废旧光伏组件产生量将达到6000-7800万吨。当前全球仅有约10%的退役光伏组件能够实现回收再利用,绝大多数废弃物直接丢弃或填埋处置,不仅造成玻璃、铜、铝、硅、银等有价资源大量流失,废弃物中的铅、镉等有毒有害物质还可能渗入土壤,给生态环境与人体健康带来潜在风险。


伴随光伏发电装机容量持续扩张,光伏电池报废潮已然临近。现阶段,行业主流的机械法、热法、化学法等传统回收技术虽已投入实际应用,但普遍存在能耗偏高、回收效率不足、环境负荷大等短板,难以适配光伏产业绿色可持续发展的现实需求。



针对这一行业痛点,南京师范大学郭飞宏、姜小祥研究团队提出了一种基于闪蒸焦耳加热(Flash Joule Heating,FJH)的全新回收与高值化利用策略。该方法通过超快脉冲高温加热,让废硅粉末与导电炭黑在极短时间内反应生成高纯度碳化硅(SiC),并结合重复加热与研磨,实现了超过98%的产物纯度。与传统工艺相比,FJH不仅能耗降低约75%,二氧化碳排放减少近七成,还可在高温下同步去除银、铝、铜等杂质金属,显著提升了材料利用率和环境友好性。


研究同时开展了生命周期评估(LCA)和技术经济分析,结果表明该方法具备低能耗、低排放和高性价比的优势,不仅为废硅光伏组件的绿色回收提供了切实可行的方案,也为硅基电子废弃物的资源化利用开辟了新路径。该成果对推动循环经济和新能源材料的可持续发展具有重要意义。


郭飞宏副教授简介


郭飞宏,南京师范大学能源科学与工程学院副教授、硕士生导师,江苏省“科技副总”、浙江省“500精英”人才项目入选者。开发焦耳加热、低共熔溶剂(DES)回收等绿色技术,致力于破解新能源固废利用的关键技术。担任中国循环经济协会退役风光设备循环利用专家委员、再生资源产业技术创新战略联盟青年专家委员等学术职务。


研究方向:退役晶硅光伏组件深度提纯绿色循环技术:焦耳加热、DES回收、硅材料再生等。


近五年主持及参与的主要科研项目:国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目、南京市博士后基金项目、南京师范大学高层次人才科研项目和江苏省高校自然科学基金项目,参编团体标准《废弃光伏组件回收利用环境污染防治技术规范》、主持横向项目5项。


2026年11月26日,中国粉体网将举办2026全国高纯碳化硅粉体制备技术及应用交流大会。南京师范大学能源科学与工程学院郭飞宏副教授将受邀参会,围绕“废弃光伏电池粉末搭配导电炭黑制备高纯度碳化硅粉末”相关内容作专题分享。


(中国粉体网编辑整理/初末)

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